中山蘋果水性涂料有限公司
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水性顏料的微生物降解
水性顏料對(duì)微生物的侵蝕非常敏感。一般情況下,所有的有機(jī)顏料都可以被各種各樣的細(xì)菌所利用,成為細(xì)菌的碳氮來源。在所有的顏料測(cè)試中,黃色顏料會(huì)因?yàn)橛袡C(jī)成分最容易發(fā)生微生物降解。在整個(gè)連續(xù)的過程中,細(xì)菌是最開始的入侵者,然后真菌開始生長(zhǎng),導(dǎo)致顏料漿損壞。由于降解的低分子量化合物和硫化物的產(chǎn)生,顏料會(huì)有難聞氣味;而且由于細(xì)菌引起的沉淀反應(yīng),導(dǎo)致產(chǎn)品變色以及粘度增加。
細(xì)菌降解可在兩個(gè)主要階段產(chǎn)生,最終導(dǎo)致真菌生長(zhǎng)。在第一階段,水性細(xì)菌或與顏料有關(guān)細(xì)菌發(fā)揮了主要作用。主要由假單胞菌、變形桿菌、腸桿菌和檸檬酸桿菌為代表的這組細(xì)菌起主要降解作用。有一種假說認(rèn)為這些細(xì)菌可以分泌外源酶,分解顏料和其它組分(如卵磷脂和表面活性劑分子),并發(fā)生發(fā)酵反應(yīng)而生成氣體,發(fā)出臭味,并使pH值降低。在顏料損壞的第二階段,細(xì)菌(如葡萄球菌)利用新陳代謝的副產(chǎn)品,并且通過卵磷脂上的分泌卵磷脂酶形成沉淀反應(yīng),這會(huì)導(dǎo)致不可逆粘度的增加以及刺鼻性氣味產(chǎn)生。為了避免顏料漿發(fā)生降解,必須要做到以下防護(hù)措施。
原材料微生物負(fù)荷檢查
全球許多衛(wèi)生審計(jì)發(fā)現(xiàn)顏料粉末已被革蘭氏陽性菌和一些革蘭氏陰性菌污染。發(fā)現(xiàn)最易受到污染的是黃色和綠色顏料。同時(shí)發(fā)現(xiàn)水也會(huì)被污染,水也是首要污染源和降解物的最佳來源。如果最終產(chǎn)品的污染源是產(chǎn)生卵磷脂的細(xì)菌,雖然卵磷脂本身不會(huì)增加任何污染,但是它對(duì)粘度產(chǎn)生重要影響。水也被認(rèn)為是污染源。最常見的革蘭氏陰性菌,是最終產(chǎn)品被污染的首要降解源。同時(shí)這些細(xì)菌還能抑制普通的殺菌劑。
設(shè)備衛(wèi)生
設(shè)備清洗不當(dāng)也會(huì)使顏料漿中的污染物增多。如果儲(chǔ)存時(shí)間過長(zhǎng),所貯存的水,甚至RO(反滲透)水也有產(chǎn)生微生物的可能性。當(dāng)用這樣的水清洗預(yù)混罐或儲(chǔ)罐時(shí),最終也會(huì)增加產(chǎn)品的污染。更好的衛(wèi)生措施可以改善產(chǎn)品的耐生物降解性,可以使耐降解性提高20%~30%。
成品前的存儲(chǔ)
許多顏料生產(chǎn)商在成品前會(huì)貯存半成品。這也為細(xì)菌的繁殖提供了機(jī)會(huì),實(shí)際上細(xì)菌的量要比估計(jì)值高——這也為測(cè)定細(xì)菌的正確濃度帶來了挑戰(zhàn)。
產(chǎn)品中不合適的殺菌劑
顏料降解是由微生物分泌的酶的作用而產(chǎn)生的。因此,檢查最終產(chǎn)品的酶活性變得至關(guān)重要。一旦在生產(chǎn)過程中卵磷脂非?;钴S,就會(huì)加快沉淀反應(yīng),形成級(jí)聯(lián)反應(yīng),這是既不能避免又不可逆轉(zhuǎn)的過程。常用防腐劑(如CMIT/MIT)對(duì)膜系統(tǒng)有效,通過與硫醇基反應(yīng)抑制細(xì)胞分裂,在酶(如卵磷脂)中的效果還不太清楚。按所允許劑量添加那些只釋放甲醛的防腐劑,效果也不明顯。最好的補(bǔ)救方法是使用一種具有酶失活活性和殺菌活性的防腐劑。
測(cè)試準(zhǔn)則
在含有所測(cè)試殺菌劑而且受污染的顏料漿進(jìn)行效能測(cè)試前,人們必須確保被污染的材料(廢品或水)含有所有類型的細(xì)菌,在產(chǎn)品遭受連續(xù)的破壞過程中這些細(xì)菌擔(dān)任著不同的紐帶作用。通常,變質(zhì)材料和重度污染水僅僅在第二階段的細(xì)菌破壞中起作用,因此證明它們對(duì)粘度增大和污染沒有絕對(duì)的影響。這將得不到被測(cè)試防腐劑的實(shí)際效果和劑量估值。
結(jié)語
對(duì)于黃色顏料,發(fā)現(xiàn)CTAC(十六烷基三甲基氯化銨)在最低劑量下(0.1%或更少)非常有效,因?yàn)樗鼈冎粚?duì)甲醛類殺菌劑不起作用。它們能夠讓粘度增強(qiáng)的卵磷脂酶失去活性,并抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)。DBNPA(2,2-二溴-3-氰基丙酰胺)也與酶反應(yīng),可以殺死99.9%的細(xì)菌,但其降解速度非???,這意味著它在體系中停留的時(shí)間不會(huì)太長(zhǎng)(超過48小時(shí)),在它降解之后,生長(zhǎng)的微生物也會(huì)快速返回到體系中。良好的殺菌劑、更好的衛(wèi)生以及正確的測(cè)試準(zhǔn)則將為水性顏料帶來預(yù)期的保質(zhì)期。